Магнитно-резонансная томография в неврологии

Ещё в 1950;х годах было исследовано явление ядерного магнитного резонанса, установлена природа магнитных свойств вещества, определены физикохимические факторы, от которых зависела величина магнитно-резонансного сигнала (МР-сигнала), и был разработан способ измерения in vitro релаксационных параметров вещества с помощью последовательности радиоимпульсов, получившей название импульсной последовательности «спиновое эхо» [Bloch F., 1 946; Purcell Е., 1946; Hahn Е., 1949]. Затем был найден способ выделения томографического слоя и метод сканирования, позволяющий задавать координаты и вычислять МР-сигнал от каждого воксела — объекта для построения изображения среза. За создание методов МР-визуализации, реализованных в современных МРТсканерах, Р. Layterbour и Р. Mansfield получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2003 г. неврологический компьютерный томография сканер Первый МР-сканер для медицинской диагностики появился в 1 982 г. МРТсканеры 1 поколения (начало 1 980-х годов) были низкопольными, предназначались только для исследований головы и использовали в основном импульсную последовательность «спиновое эхо» (стандартный режим).

В МРТ-сканерах II поколения (начало 1990;х годов) постоянное магнитное поле за счёт применения сверхпроводящих магнитов стало выше (1,0−1,5 Тл), апертура магнита — шире, появилась возможность исследовать не только голову, но и всё тело. Время сканирования сократил ось за счёт использования «быстрых» импульсных последовательностей — «быстрое спиновое эхо» и «градиентное эхо» .

Появилась возможность визуализировать движение протонов с магистральным кровотоком (например, МР-ангиография).

МРТсканеры III поколения (с 2000 г.) с магнитными полями 1,5 Тл и выше имеют мощные, быстро нарастающие градиенты. В этих томографах наряду со стандартными и быстрыми импульсными последовательностями используют эхопланарные методы сканирования (время исследования — доли секунды). Они позволяют проводить магнитно-резонансную спектроскопию (МР-спектроскопию), получать изображения, взвешенные по химическому сдвигу. Сверхбыстрые методы сканирования визуализируют молекулярное движение (диффузионное движение протонов в тканях — трактография, движение протонов с региональным кровотоком — перфузионная МРТ, функциональная МРТ).

Широкий набор импульсных последовательностей обеспечивает различный тип тканевой контрастности на МРТизображении, что предоставляет большие, чем при КТ, возможности для характеристики различных тканей ЦНС и признано одним из преимуществ МРТ.

Рутинная МРТдиагностика (импульсная последовательность «спиновое эхо») включает обязательное получение томограмм, взвешенных по Т1 и Т2 (Т1- и Т2-режимы). Такие режимы сканирования обязательны для всех МР-томографов независимо от напряжённости поля. Стандартное время сканирования для каждого режима последовательности «спиновое эхо» В зависимости от типа томографа составляет от 5 до 12 мин.

" Быстрое спиновое эхо" позволяет сократить время получения Т2-взвешенных МР-изображений до 2−3 мин, что заметно увеличивает пропускную способность томографа.

" Сверхбыстрое спиновое эхо" позволяет получать Т2-взвешенные томограммы за ещё более короткое время (50 срезов за 20 с). Эту программу используют в основном для обследования тяжёлых больных, пациентов с клаустрофобией и детей, но она обладает низким отношением контраст-шум.

В МРТ, так же как в КТ, применяют дополнительное контрастирование тканей с помощью внутривенного введения контрастных препаратов. Действие контрастных веществ в МРТ основано на магнитных свойствах парамагнетиков и ферромагнетиков сокращать время Т1- и Т2-релаксации ткани. В качестве контрастных веществ используют соединения гадолиния. Внутривенное введение контрастного препарата при водит к усилению яркости сигнала на Т1-МРТ от тканей, содержащих контрастное вещество (позитивное контрастирование, рис. 3−4).

Появление быстрых и сверхбыстрых импульсных последовательностей открыло перед МРТ новые диагностические возможности, например картирование сечений головного мозга по скорости диффузии, локальному кровотоку, скорости магистрального кровотока или ликворотока. Это более сложные МР-исследования, требующие дополнительной математической обработки полученного набора изображений.

В некоторых случаях алгоритм такой обработки входит в программное обеспечение томографа (MPR, МИП, BrainWave и т. п.), но для обработки необходимо дополнительное время. В других случаях построение 3D-моделей и картирование про водят на рабочих станциях, оборудованных мощным компьютером со специальным программным обеспечением (Functools, Navigator и т. п.). Подобные МР-исследования не входят в число стандартных диагностических исследований; как правило, их проводят только В исследовательских центрах на высокопольных МР-томографах.

Наблюдаемое в настоящее время во всём мире развитие информационных технологий и компьютерных сетей позволяет предположить, что в недалёком будущем и эти исследования станут рутинными, поэтому рассмотрим примеры их клинического использования.

Магнитно-резонансные миелография и цнстернография — неинвазивные методики, позволяющие получать высококонтрастные по отношению к веществу мозга изображения ликворных пространств без дополнительного контрастирования.

Их применяют, чтобы изучить анатомию ликворных пространств в различных отделах ЦНС (рис. 3−5). Набор изображений, полученных в режиме последовательных МР-срезов, используют, чтобы построить дополнительные косые сечения и объёмное изображение (чаще используют Т2-режим и импульсную последовательность 2D, «быстрое спиновое эхо») или объёмную модель структур желудочковой системы.

Магнитно-резонансная ангиография (МР-ангиография) в отличие от спиральной КТ, обычной и цифровой субтракционной ангиографии позволяет визуализировать кровеносные сосуды даже без применения контрастного вещества.

Исследование можно проводить в режимах 2D или 3D.

Дополнительное внутривенное контрастное усиление позволяет лучше визуализировать размеры и распространённость опухолей.

МР-методы визуализации движущейся жидкости (крови) разделяют на три категории:

* времяпролётная МР-ангиография — TOF (Time of Flight), или Т1-ангиография (рис. 3−6);

• * фазово-контрастная МР-ангиография — РС (Phase Contrast), или Т2-ангиография;
• * МР-ангиография с контрастным усилением [Contrast Enhanced (СЕ) MRA] .

Методы фазово-контрастной МР-ангиографии позволяют визуализировать течение крови в плоскости среза, картировать скорость движения крови и измерять скорость кровотока. К достоинствам фазовых методов следует отнести тот факт, что фазовую кодировку скорости движения про изводят в любом направлении, в том числе и в плоскости среза, который может быть очень тонким.

Фазовоконтрастная МРТ применима для визуализации быстрого артериального кровотока (при кодировке, равной 80 см/с), медленного венозного кровотока и медленного движения ликвора (кодировка 10−20 см/с) (рис. 3−7). В клинических условиях чаще всего используют как дополнение к времяпролётной МР-ангиографии с целью отграничить неподвижные участки с высоким МР-сигналом в режиме Т1 (например, подострая гематома) и реально движущейся крови в сосуде или при МР-ликворографии.

МР-ангиография с контрастным усилением использует укорочение Т1 под действием магнитно-резонансных контрастных препаратов. Контрастное вещество вводят внутривенно, регистрацию данных начинают в момент заполнения исследуемого сосуда контрастным веществом. Для определения оптимального времени регистрации проводят предварительное болюсное введение 1−2 мл контрастного препарата, определяя моменты начала артериальной и венозной фаз кровотока, чтобы осуществлять последующие измерения на пике артериальной концентрации контрастного вещества. В современных МР-томографах болюстест проводится автоматически, что сокращает время сканирования до 1 мин в целом. МР-ангиографию с контрастным усилением используют, чтобы получить изображение магистральных артерий от дуги аорты до виллизиева круга или вен интракраниальной локализации (рис. 3−8; рис. 3−9 на странице Новые направления в нейрорентгенологии). Методы параллельного сканирования обещают сократить время исследования сосудов до 2,5−3 с — МР-ангиография в режиме реального времени.